目前, 國外已成功推出WinDrive 液力調速裝置, 實現了機組傳動鏈的恒速輸出,國內也有大量文章對該裝置進行了分析和研究。但是,WinDrive 系統設計較為復雜,技術難度大,國內尚無企業掌握該技術。而且,變矩器內部工作油的壓力很高,因此有人質疑其在長期運行過程中存在密封失效的風險,進而導致其使用成本很高。除此之外,類似的設計還有Windtec 公司提出了超級油泵油馬達差動齒輪組合調速裝置的原理模型,SET 公司提出了用變頻電機與差動齒輪組合調速的原理模型,其目的都是為了實現傳動鏈的恒速輸出。近年,國內清華大學電機工程系研發出了一種新型恒速輸出裝置——變頻調速電磁耦合器,并在一款1.5MW 機組樣機上成功得到了應用。其需要配備的調速變頻器的容量僅為機組額定功率的15%左右,比雙饋機組用的變頻器還要小。經過理論分析,耦合器額定運行時的效率能達到98% 左右,可實現比較高效的傳動。由于采用過電磁耦合實現輸入輸出軸的非接觸式連接,消除了傳動系統的沖擊載荷,特別適合應用在機組傳動鏈中。目前,這種技術在結構和重量上都還有進一步優化的空間,但是并不影響其潛在的競爭優勢,從長遠分析,這種新型傳動技術將有望引領“同步級并網”技術的發展方向。
5. 總結
風力發電作為戰略性新興產業,與常規的火力及水力發電比較,技術還不是很成熟。加之風能的隨機性和可控性相對較差,其技術難度比常規發電系統更高。風力發電機組雖然已大規模應用了十幾年的時間,但仍需要更多的時間來檢驗其可靠性,并為風電機組技術的逐步完善積累經驗,特別是對那些剛推出的尚缺乏實際應用經驗的新技術更是如此。
作為目前并網型風電機組的主流機型,水平軸機組的技術發展狀況直接決定了未來風電產業的發展??v觀水平軸機組的發展歷程,新技術的出現和應用基本都是為了提高機組發電量、降低機組重量和成本、提升系統運行可靠性和電網安全性能等目的。且隨著風電在電網中所占比例的不斷提升,機組系統設計將更多地考慮電網友好性和安全性要求。如果說水平軸機組的第一次技術變革實現了風力發電機組“量”的提升——即風能的最大化利用和電網穿透率的提升,那么,其第二次技術變革將是對機組“質”的提升——即做到真正意義上的電網友好和安全運行。因為只有這樣,風電才會發展地更好。